帷幕灌浆试验段试验报告.docx
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帷幕灌浆试验段试验报告
第一章灌浆试验目的和任务
1.1灌浆试验目的和任务
通过灌浆试验了解灌浆前及灌后检查孔单位透水率、单位注入量、灌浆材料、浆液浓度和灌浆压力的变化情况，以指导帷幕钻孔和灌浆的施工。
1.2试验依据
1、甲甸二水库大坝帷幕灌浆试验段平面布置及剖面（JD2-JS-SG-灌01）；
2、甲甸二水库帷幕灌浆试验技术要求；
3、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62-2014；
4、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148—2001）；
5、设计通知文件《甲甸二水库帷幕灌浆试验技术要求》。
1.3机械设备配置
钻孔采用XY-2PC型钻机，灌浆采用3SNS-A型高压灌浆泵进行灌浆，所有钻孔、灌浆设备、仪器、仪表如下表。
同时在使用前均经监理验收合格后才可使用。
压力表为上海天湖仪表厂生产；型号YN-100；规格0-0.6MPa、0-2.5MPa、0-6MPa；精度1.6计。
水表为宁波市三江仪表股份有限公司生产，型号00000518。
施工设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
地质钻机
XY-2PC
台
6
2
灌浆泵
3SNS-A
台
6
3
双层立式灰浆搅拌机
YXN400
台
6
4
测斜仪
KXP-2D（S）
台
1
5
婆梅氏比重计
0-70
只
100
6
压力表
0-0.6、0-2.5、0-6MPa
块
200
7
水表
LXS-25
块
100
1.4施工人员配置
施工人员配置表
序号
工种
数量
备注
1
技术人员
4
2
灌浆工
6
3
钻工
6
4
电工
1
6
辅助工
6
第二章灌浆试验施工
2.1灌浆试验孔的布置
坝基帷幕灌浆为双排孔梅花型布置，排距均为1.0m，孔距均为2.0m。
其中，坝横0+007.00~0+016.00m为左岸试验段，孔号为SZK47、SZK48、SZK49、SZK50、SZK51；XZK5、XZK6、XZK7、XZK8、XZK9。
坝横0+051.00~0+060.00m为河床试验段，孔号为SZK69、SZK70、SZK71、SZK72、SZK73；XZK27、XZK28、XZK29、XZK30、XZK31。
坝横0+115.00~0+124.00m为右岸试验段，孔号为SZK101、SZK102、SZK103、SZK104、SZK105；XZK59、XZK60、XZK61、XZK62、XZK63。
左岸SZK49、XZK5、XZK9号孔为Ⅰ序孔，河床SZK69、SZK73、XZK29号孔为Ⅰ序孔，右岸SZK101、SZK105、XZK61号孔为Ⅰ序孔，左岸SZK47、SZK51、XZK7号孔为Ⅱ序孔，河床SZK71、XZK27、XZK31号孔为Ⅱ序孔，右岸SZK103、XZK59、XZK63号孔为Ⅱ序孔，左岸SZK48、SZK50、XZK6、XZK8号孔为Ⅲ序孔，河床SZK70、SZK72、XZK28、XZK30号孔为Ⅲ序孔，右岸SZK102、SZK104、XZK60、XZK62号孔为Ⅲ序孔；J1、J2、J3、J4、J5、J6为检查孔。
2.2施工程序
按逐级加密的原则进行施工，即先钻灌Ⅰ序孔，再钻灌Ⅱ序孔，最后进行Ⅲ序孔的钻孔及施工。
施工方法、方式及工序：
（1）基岩清水钻进，开孔口径为91mm，并预埋孔口管，预埋深度为深入阻浆盖板以下，钻孔孔斜率应符合规定要求。
（2）灌浆方式：
预埋管埋设段（第一、二段）采用自上而下分段卡塞灌浆循环式灌浆；强风化段（阻浆盖板以下0～10m）采用自上而下孔内循环式分段灌浆；弱风化段（10m～终孔段）采用孔口封闭，纯压式灌浆方法。
单孔施工工序为：
造孔（第一段）→洗孔→压水试验（采用单点法）→卡塞灌浆（至结束标准）→待凝→扫孔→钻进第二段→洗孔→压水试验（采用单点法）→卡塞灌浆（至结束标准）→下段施工→至设计孔深段（满足设计要求q小于5Lu）→测孔深→压水试验（监理、质检、设计共同参与）→是否加深或终孔。
钻孔灌浆工艺流程图
灌浆工艺流程图
2.3钻孔
（1）钻孔按设计统一编号、分序，根据给定的控制点，采用全站仪进行放孔定位，并实测孔口高程，孔位偏差均小于10cm，并经监理工程师复核，符合要求后移机到位开孔。
（2）灌浆试验采用XY-2PC钻机，采用金刚石钻头清水循环钻进。
（3）钻孔的方向均为铅垂直孔，要求孔底最大允许偏差值应符合（SL62-2014规范）规定及施工技术要求：
帷幕灌浆孔孔底允许偏差
孔深（米）
20
30
40
50
60
80
100
最大允许偏差值（m）
0.25
0.50
0.80
1.15
1.50
2.00
2.5
根据测斜成果各孔最大允许偏差值均满足设计要求。
（4）班报按钻探技术要求内容，流水作业（包括捞砂、冲洗孔、压水、灌浆等）时间详细记录；钻进过程中，遇岩层、岩性变化，发生（落水、破碎带、垮孔、卡钻、掉块、遇软弱夹层、回水变色）等特殊现象，均作详细记录。
对检查孔取芯的岩芯装箱保存，进行详细地质编录，记录分层孔深，进行岩性、裂隙发育及充填情况描述。
（5）地质条件较差、岩石破碎、造孔困难的，使用沉砂管捞砂。
（6）检查孔，通过控制回次进尺，钻进参数等措施，控制钻进转速来保证岩芯采取率。
2.4钻孔冲洗和压水试验
1、各灌浆段在灌浆前进行洗孔和捞砂，保证孔内干净，孔底沉砂小于20cm。
钻孔冲洗压力采用80%的灌浆压力，压力超过1MPa时，采用1MPa，洗孔至回水澄清为止。
2、水位观测
（1）工作水位测定，每回次进尺起钻后和下钻前均测定一次工作水位，并详细记录水位线；
（2）试验水位测定，每段造孔结束后，采用1Mpa水压冲洗，待残留沉沙捞尽后，满足设计要求沉砂小于20cm后观测试验水位，即每5分钟测一次水位，当连续两次测得水位下降速度均小于5cm/min时，以最后的观测值作为试验水位及压力值起点依据。
（3）地下水位测定，当孔满足设计终孔要求后，按设计技术要求停息24小时后测定孔内水位线作为该孔地下水位值。
3、各次序孔各灌浆段灌浆前均进行压水试验。
灌前压水试验采用单点法，检查孔及指定编录孔压水试验采用五点法进行，压力为该段灌浆压力的80%，压水压力大于1Mpa时采用1Mpa；压水时间采用每5min测读一次压入流量，压水时间一般为20min。
压水稳定标准为：
连续四次读数中最大值与最小值之差小于最终值的10%，或最大值与最小值之差小于1L/min时即可结束试验，取最后的流量作为计算流量，其成果压水试验以透水率（Lu）表示，五点法和单点法压水试验均按《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148—2001）规范执行。
其压水试验成果计算公式如下：
结合部及基岩压水试验：
试中：
q—透水率（Lu）
Q—压入流量（L/min）
P—压水全压力（MPa）
L—压水试验段长度（m）
2.5灌浆材料
采用纯水泥浆灌注，选用水泥强度等级为P.O42.5的普通硅酸盐水泥（生产厂家为富民金锐水泥建材有限责任公司），水泥品质符合GB175-2007相关规定，比表面积不小于300m2/kg。
80μm孔筛余量小于5%，初凝时间≥45min、终凝时间≤10h。
进入施工现场的水泥有出厂合格证和化验单。
每批水泥进入施工现场,厂方均提供了水泥出厂检验报告，水泥进场后，业主、监理、施工单位对每批水泥均抽样进行复检，质检单位检查结果：
细度4.2%，初凝时间220min，终凝时间300min，3d抗压强度17.0MPa，28d抗压强度42.8MPa，其指标符合设计要求。
2.6制浆
1、制浆水泥等固相材料采用重量称量法，浆液采用YXN400型制浆机制备。
2、浆液的搅拌时间一般3～5min，浆液在使用前经过筛滤，且从制备至用完的时间小于4h。
2.7浆液浓度及变换
1、采用纯水泥浆液灌注，浆液比级为5:
1、3:
1、2:
1、1:
1、0.8:
1、0.5:
1六个比级。
2、灌浆过程中，浆液浓度的变换遵循由稀到浓，逐级变换的原则进行。
a、当灌浆压力保持不变，注入率持续减少时，或当注入率保持不变而灌浆压力持续升高时，不改变水灰比。
b、当某一比级浆液的注入量已达300L以上，或灌注时间已达30min，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，改浓一级。
c、当注入率大于30L/min时，根据具体施工情况越级变浓。
水泥浆液配比表
水灰比
水
水泥
浆量
比重
备注
5:
1
125
25
133
1.13
3:
1
150
50
167
1.20
2:
1
100
50
117
1.29
1:
1
100
100
133
1.50
0.8:
1
80
100
113
1.59
0.5:
1
75
150
125
1.80
2.8灌浆压力
设计要求接触第一段段长2m，第二段3m，第三段及至终孔均为5m，强风化试验段孔深约0～10m，采用自上而下孔内循环式分段灌浆，灌浆压力自上而下，每加深一级，灌浆压力增加0.2Mpa；如P1段=0.2Mpa、P2段=0.4Mpa、P3段=0.6Mpa（孔深0～10m）；
孔深10m～终孔孔深处弱风化带：
灌浆压力采用P4段=1.0Mpa、P5段=1.5Mpa、P6段=2.0Mpa、P7段=2.5Mpa，若第七段之后仍达不到防渗要求，那么P7段=2.5Mpa至终孔P=2.5～3Mpa；当发现某级灌浆压力造成耗浆量增大时，应减压，降低一级压力，稳定注入量，并逐级减小，直到结束标准；
在实际施工过程中由于地址原因及盖重等因素，压力过大对盖板产生台动破坏，未能达到预期灌浆压力，只有部分孔段达到设计压力，灌浆压力大部分结合施工实际，在现场设计及监理工程师的指导下进行实际控制。
2.9灌浆结束标准及封孔
（1）当灌浆压力达到最大设计压力值情况下，注入量逐渐减少量不大于1L/min时，继续灌注60min，该灌浆段可以结束灌浆。
（2）封孔采用结合最后一段灌浆全孔封孔法，待最后一段灌浆满足灌浆结束条件后采用0.5:
1浆液压力置换封孔，以结束该孔施工。
2.10特殊情况处理
造孔：
（1）钻进暂歇后续钻出现夹钻、回缩现象，采用灌浆停歇后续钻；
（2）钻进中取芯率低、孔内淤积较深，采用沉砂管打捞；若多次打捞，淤积深度无明显较小，采用注浓浆或灌注浓浆固壁后续钻；
（3）埋钻：
采用扩孔的方式将所埋岩芯管取出后，清洗钻孔灌浆后再进行下一段施工；
（4）取芯困难：
采用低速档微水量或无水量钻进，缩短回次进尺。
灌浆：
（1）冒浆的处理：
采用土工膜掺水玻璃速凝剂等在冒浆处进行封堵同时采用减压、越级变浆、缓慢停歇、反复灌注方式进行处理，直至冒浆停止。
（2）突然降压的处理：
采用停歇、复灌处理；
（3）反压处理：
灌浆结束后出现反压时，继续灌注到闭浆压力待凝停歇后取出工作管；
（4）可灌性差的处理：
适当提高灌浆压力，以稀浆灌注为主的方法进行处理。
第三章灌浆效果分析
3.1工序质量检查
灌浆工程系隐蔽性工程，施工工艺和工序质量控制是确保灌浆质量的关键。
本次灌浆试验施工，首先建立健全了质量保证体系，明确工序和质量责任，坚持上道工序不合格，禁止进入下道工序施工，以保证灌浆质量。
首先明确设计意图钻孔施工技术要求。
其次各段钻孔压水、灌浆等工作均在业主、监理工程师、现场设计代表、质量检测人员以及现场技术人员的监督指导下进行施工，签证验收才能进入下道工序的施工，杜绝违规现象，任何一道工序达不到要求，则不能进行下一道工序的施工。
各孔终孔后，资料及时进行整编、原始资料归档。
3.2透水率、单位注入量递减情况
1、透水率变化情况
（1）左岸试验区
施工部位
灌浆次序
灌前平均
透水率（Lu）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
左岸
Ⅰ
41.84
Ⅱ
18.41
56.0
Ⅲ
13.83
24.88
透水率Ⅱ序孔较Ⅰ孔递减56.0%，Ⅲ序孔较Ⅱ孔递减24.88%，Ⅲ序孔较Ⅰ序递减66.9%；
（2）、右岸试验区
施工部位
灌浆次序
灌前平均
透水率（Lu）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
右岸
Ⅰ
52.38
Ⅱ
41.30
21.15
Ⅲ
35.30
14.53
透水率Ⅱ序孔较Ⅰ孔递减21.15%，Ⅲ序孔较Ⅱ孔递减14.53%，Ⅲ序孔较Ⅰ序递减32.61%；
（3）、河床试验区
施工部位
灌浆次序
灌前平均
透水率（Lu）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
河床
Ⅰ
104.40
Ⅱ
55.40
46.93
Ⅲ
43.30
21.84
透水率Ⅱ序孔较Ⅰ孔递减46.93%，Ⅲ序孔较Ⅱ孔递减21.84%，Ⅲ序孔较Ⅰ序递减58.52%；
2、单位注入量变化情况
（1）左岸试验区
施工部位
灌浆次序
单位注入量
（kg/m）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
左岸
Ⅰ
1162.73
Ⅱ
501.96
56.83
Ⅲ
320.39
36.17
单位注入量Ⅱ序孔较Ⅰ序递减56.83%，Ⅲ序孔较Ⅱ序递减36.17%，Ⅲ序孔较Ⅰ序孔递减72.45%。
（2）右岸试验区
施工部位
灌浆次序
单位注入量
（kg/m）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
右岸
Ⅰ
1085.09
Ⅱ
744.64
31.38
Ⅲ
479.51
35.61
单位注入量Ⅱ序孔较Ⅰ序递减31.38%，Ⅲ序孔较Ⅱ序递减35.61%，Ⅲ序孔较Ⅰ序孔递减55.81%。
（3）河床试验区
施工部位
灌浆次序
单位注入量
（kg/m）
递减率（％）
帷幕灌浆
试验段
河床
Ⅰ
1703.60
Ⅱ
902.08
47.05
Ⅲ
563.94
37.48
单位注入量Ⅱ序孔较Ⅰ序递减47.05%，Ⅲ序孔较Ⅱ序递减37.48%，Ⅲ序孔较Ⅰ序孔递减66.9%。
综上所述，透水率q值呈现情况：
左岸试验区呈现出qⅠ>qⅡ>qⅢ的规律，呈现规律正常；右岸试验区呈现出qⅠ>qⅡ>qⅢ的规律，呈现规律正常；河床试验区呈现出qⅠ>qⅡ>qⅢ的规律，呈现规律正常。
单位注入量C值呈现情况：
左岸试验区呈现出cⅠ>cⅡ>cⅢ的规律，呈现规律正常；右岸试验区呈现出cⅠ>cⅡ>cⅢ的规律，呈现规律异常；河床试验区呈现出cⅠ>cⅡ>cⅢ的规律，呈现规律正常；
3.3帷幕底界透水率情况
帷幕灌浆试验段终孔段（共30段）底界平均透水率为3.96Lu；最大4.87Lu；最小1.87Lu；透水率均小于5Lu。
帷幕灌浆试验段钻孔底界透水率成果汇总表
施工部位
孔号
设计深度（m）
实测深度（m）
灌前透水率（m）
备注
河床
XZK27
29.42
49.5
3.61
XZK28
29.82
34.9
4.18
XZK29
30.22
50.3
4.35
XZK30
30.62
35.7
4.79
XZK31
31.02
46.1
1.87
SZK69
29.22
49.3
3.38
SZK70
29.62
34.7
4.02
SZK71
30.02
30.1
4.27
SZK72
30.42
35.5
4.87
SZK73
30.82
45.9
4.66
左岸
XZK5
60.42
80.5
3.71
XZK6
58.82
68.9
3.26
XZK7
57.22
72.3
3.12
XZK8
55.62
60.7
4.74
XZK9
54.02
69.1
3.90
SZK47
61.23
76.3
3.59
SZK48
59.62
69.7
3.81
SZK49
58.02
78.1
2.63
SZK50
56.42
66.5
4.65
SZK51
54.82
64.9
3.18
右岸
XZK59
54.98
80.5
4.65
XZK60
55.92
68.9
4.75
XZK61
56.87
72.3
4.80
XZK62
57.81
60.7
4.04
XZK63
58.75
69.1
4.47
SZK101
54.51
76.3
4.81
SZK102
55.45
69.7
3.97
SZK103
56.39
78.1
3.29
SZK104
57.34
66.5
4.77
SZK105
58.28
64.9
2.77
3.4检查孔
1、检查孔的布置
检查孔是在全面分析钻孔压水灌浆原始资料的基础后，结合实际施灌情况，由业主、设计、监理及施工方共同研究确定。
检查孔J1号孔布置位于SZK72和SZK73孔连线的中线与坝轴线交点处，J2号孔布置位于XZK28和XZK29孔连线的中线与坝轴线交点处，J3号孔布置位于XZK61和XZK62孔连线的中线与坝轴线交点处，J4号孔布置位于SZK101和SZK102孔连线的中线与坝轴线交点处，J5号孔布置XZK5和XZK6孔连线的中线与坝轴线交点处，J6号孔布置位于SZK49和SZK50孔连线的中线与坝轴线交点处。
试验段，共布置检查孔六孔，目的是通过检查孔检查砼盖板与基岩结合部及基岩透水率是否满足q≤5Lu的防渗标准。
2、检查孔的压水试验
检查孔压水试验采用自上而下分段钻孔，分段压水。
每段压水采用三个压力阶段五点法进行压水试验。
3、压水压力采用灌浆压力的80%，压力超过1Mpa时，采用1Mpa。
4、各段压水试验均在业主、监理工程师、现场设代、质检员和施工方现场技术员参与，现场观测记录、计算，签字认可后进行下一段的钻孔施工，采用套管跟进止水发进行试验段压水。
5、检查孔相关统计数据如下表
（1）检查孔单孔压水成果表
甲甸二水库帷幕灌浆检查孔压水成果表
孔号:
J1#开竣工日期:
2017.08.26～29
段次
压水孔段（m）
透水率（Lu）
备注
自
至
段长
1
17.50
19.50
2.00
1.13
2
19.50
22.50
3.00
0.42
3
22.50
27.50
5.00
0.46
4
27.50
32.50
5.00
0.50
5
32.50
37.50
5.00
0.86
6
37.50
42.50
5.00
3.40
7
42.50
47.50
5.00
1.34
8
47.50
53.00
5.50
1.45
甲甸二水库帷幕灌浆检查孔压水成果表
孔号:
J2#开竣工日期:
2017.08.26～29
段次
压水孔段（m）
透水率（Lu）
备注
自
至
段长
1
17.50
19.50
2.00
1.25
2
19.50
22.50
3.00
0.33
3
22.50
27.50
5.00
0.44
4
27.50
32.50
5.00
0.25
5
32.50
37.50
5.00
0.76
6
37.50
42.50
5.00
2.20
7
42.50
47.50
5.00
3.60
8
47.50
52.00
4.50
1.29
甲甸二水库帷幕灌浆检查孔压水成果表
孔号:
J3#开竣工日期:
2017.08.29～09.02
段次
压水孔段（m）
透水率（Lu）
备注
自
至
段长
1
0.50
2.50
2.00
1.56
2
2.50
5.50
3.00
0.63
3
5.50
10.50
5.00
0.79
4
10.50
15.50
5.00
0.35
5
15.50
20.50
5.00
0.84
6
20.50
25.50
5.00
1.40
7
25.50
30.50
5.00
3.20
8
30.50
35.50
5.00
1.20
9
35.50
40.50
5.00
1.80
10
40.50
45.50
5.00
1.76
11
45.50
50.50
5.00
1.84
12
50.50
55.50
5.00
1.48
13
55.50
63.00
7.50
1.31
甲甸二水库帷幕灌浆检查孔压水成果表
孔号:
J4#开竣工日期:
2017.08.29～09.02
段次
压水孔段（m）
透水率（Lu）
备注
自
至
段长
1
0.50
2.50
2.00
1.56
2
2.50
5.50
3.00
1.25
3
5.50
10.50
5.00
1.04
4
10.50
15.50
5.00
0.45
5
15.50
20.50
5.00
1.40
6
20.50
25.50
5.00
1.72
7
25.50
30.50
5.00
3.20
8
30.50
35.50
5.00
1.00
9
35.50
40.50
5.00
1.60
10
40.50
45.50
5.00
1.52
11
45.50
50.50
5.00
1.16
12
50.50
55.50
5.00
1.48
13
55.50
61.00
5.50
0.82
甲甸二水库帷幕灌浆检查孔压水成果表
孔号:
J5#开竣工日期:
2017.09.02～09.05
段次
压水孔段（m）
透水率（Lu）
备注
自
至
段长
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